thuyết minh đồ án xây dựng cao ốc văn phòng ab tower

thuyết minh đồ án xây dựng cao ốc văn phòng ab tower tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớ...

i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - -

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN THÀNH LỘC MSSV: 80601382 NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP LỚP: XD06KSTN BỘ MÔN: CÔNG TRÌNH KHOA: KỸ THUẬT XÂY DỰNG 1 Đề tài luận văn: CAO ỐC VĂN PHÒNG A&B TOWER 2 Nhiệm vụ: 2.1 Kiến trúc: giới thiệu công trình, các giải pháp kiến trúc và chức năng công trình 2.2 Kết cấu: tính toán thiết kế các kết cấu công trình bao gồm: - 2 phương án sàn: sàn có sườn và sàn rỗng bubbledeck - Khung chịu lực chính của công trình - Cột + vách lõi thang máy, cầu thang 2.3 Nền móng: thiết kế phương án móng cọc khoan nhồi 2.4 Thi công: thi công kết cấu khung BTCT 3 Ngày giao luận văn: 26/09/2010 4 Ngày hoàn thành luận văn: 06/01/2011 5 Họ và tên người hướng dẫn: GVHD Kết cấu: Th.S Lưu Đức Huân GVHD Nền móng: T.S Lê Trọng Nghĩa GVHD Thi công: Th.S Đỗ Thị Xuân Lan Cán bộ hướng dẫn Kết cấu Cán bộ hướng dẫn Nền móng Cán bộ hướng dẫn Thi công Th.S Lưu Đức Huân T.S Lê Trọng Nghĩa Th.S Đỗ Thị Xuân Lan Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ môn Ngày tháng năm 2011 Chủ nhiệm Bộ môn (Ký và ghi rõ họ tên) Th.S Lưu Đức Huân Phần dành cho Khoa, Bộ môn: Người duyệt:………

Ngày bảo vệ:………

Điểm tổng kết:………

Nơi lưu trữ luận văn:………

ii

Ý KIẾN ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KẾT CẤU(60%): Th.S LƯU ĐỨC HUÂN

iii

Ý KIẾN ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (tiếp theo) GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NỀN MÓNG(20%): T.S LÊ TRỌNG NGHĨA

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN THI CÔNG(20%): Th.S ĐỖ THỊ XUÂN LAN

Do khối lượng công việc thực hiện tương đối lớn, thời gian thực hiện và trình độ cá nhân hữu hạn nên bài làm không tránh khỏi sai sót Rất mong được sự thông cảm và tiếp nhận sự chỉ dạy, góp ý của Quý thấy cô và bạn bè

Xin chân thành cảm ơn

Tp.HCM, Ngày 05 tháng 01 năm 2011

Nguyễn Thành Lộc

v

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP i

Ý KIẾN ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii

LỜI CẢM ƠN iv

MỤC LỤC v

PHẦN I: KIẾN TRÚC 1

CHƯƠNG 1: SƠ LƯỢC VỀ KIẾN TRÚC CAO ỐC VĂN PHÒNG A&B TOWER 1

1.1 Cơ sở đầu tư: 1

1.2 Giải pháp kiến trúc: 2

1.2.1 Mặt bằng - mặt đứng công trình: 2

1.2.2 Giao thông: 2

1.2.3 Thông gió - chiếu sáng: 3

1.2.4 Vật liệu: 3

1.2.5 Giải pháp về những vấn đề khác: 3

1.3 Điều kiện địa chất - thủy văn: 4

1.3.1 Địa chất: 4

1.3.2 Khí hậu: 4

PHẦN II:KẾT CẤU 5

CHƯƠNG 2: SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 5

2.1.Chọn kích thước sơ bộ sàn: 5

2.1.1.Chiều dày sàn được chọn dựa vào các yêu cầu: 5

2.1.2 Chọn sơ bộ kích thước dầm: 5

2.2 Tải trọng tác dụng: 7

2.2.1 Tĩnh tải: 7

2.2.2.Hoạt tải: 7

2.2.3 Bảng tải trọng tổng hợp: 7

2.3 Giải nội lực sàn bằng phương pháp phần tử hữu hạn (SAFE v12.3.0): 8

2.3.1.Mô hình sàn trong SAFE: 8

2.3.2 Chia dãy sàn: 8

2.3.3 Giá trị nội lực của bản sàn: 9

2.4 Tính toán cốt thép cho sàn: 10

2.4.1 Các thông số vật liệu: 10

2.4.2 Tính toán cốt thép trên 1(m) bề rộng sàn: 10

2.4.3 Bảng giá trị moment và cốt thép: 11

2.4.4 Điều kiện neo buộc cốt thép: 14

2.5 Kiểm tra độ võng cho sàn: 15

CHƯƠNG 3: SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH – SÀN BUBBLEDECK 16

vi

3.1 Giới thiệu sàn Bubbledeck: 16

3.1.1 Sàn bubbledeck: 16

3.1.2 Ưu nhược điểm của sàn bubbledeck: 16

3.2 Chọn kích thước cho sàn: 17

3.3 Tải trọng tác dụng: 17

3.3.1 Tĩnh tải: 17

3.3.2.Hoạt tải: 18

3.3.3 Bảng tải trọng tổng hợp: 18

3.4 Phương pháp tính toán sàn Bubbledeck: 19

3.5 Giải nội lực sàn bằng phương pháp phần tử hữu hạn (SAFE v12.3.0): 19

3.5.1 Mô hình sàn trong SAFE: 19

3.5.2 Chia dãy sàn: 20

3.5.3 Giá trị nội lực của bản sàn: 20

3.6 Tính toán cốt thép cho sàn: 21

3.6.1 Các thông số vật liệu: 21

3.6.2 Tính toán cốt thép theo 2 phương: 21

3.7 Xác định khả năng chịu cắt của sàn Bubbledeck: 24

3.7.1 Xác định khả năng chịu cắt: 24

3.7.2 Xác định chu vi vùng mở rộng xung quanh cột: 24

3.7.3 Bố trí thép gia cường cho vùng mở rộng xung quanh cột: 26

3.8 Tiêu chuẩn về lưới thép hàn: 27

3.8.1 Đoạn neo: 27

3.8.2 Đoạn nối cốt thép: 28

CHƯƠNG 4: CẦU THANG 29

4.1 Cấu tạo cầu thang: 29

4.2 Tải trọng tác dụng: 30

4.2.1 Tĩnh tải: 30

4.2.2 Hoạt tải (theo TCVN 2737 – 1995 ): 31

4.2.3 Tổng tải tác dụng: 31

4.3 Sơ đồ tính và nội lực: 31

4.4 Tính toán cốt thép chon bản cầu thang: 35

4.5 Kiểm tra độ võng: 35

CHƯƠNG 5: TẢI TRỌNG GIÓ VÀ ĐỘNG ĐẤT 36

5.1 Tải trọng gió: 36

5.1.1 Thành phần tĩnh của gió: 36

5.1.2 Thành phần động của gió: 37

5.2 Tải trọng động đất: 46

5.2.1 Tổng quan về động đất: 46

vii

5.2.2 Các phương pháp tính toán: 49

5.2.3 Phương pháp phân tích theo phổ phản ứng dao động: 50

5.2.4 Tổ hợp các thành phần tác động động đất theo phương ngang: 51

5.2.5 Tổ hợp tác động động đất với các tác động khác: 52

5.2.6 Tính toán động đất cho công trình A&B Tower: 52

CHƯƠNG 6: KHUNG KHÔNG GIAN 54

6.1.Sơ đồ hình học: 54

6.2 Chọn sơ bộ kích thước các tiết diện: 54

6.2.1 Chọn tiết diện dầm - sàn: 54

6.2.2 Chọn sơ bộ tiết diện vách: 54

6.2.3.Chọn sơ bộ tiết diện cột: 55

6.3 Tải trọng tác dụng: 56

6.3.1 Tĩnh tải theo phương đứng: 56

6.3.2 Hoạt tải theo phương đứng: 57

6.3.3 Hoạt tải theo phương ngang: 57

6.4 Tổ hợp tải trọng: 57

6.5 Nội lực khung: 59

6.6 Kiểm tra chuyển vị đỉnh: 60

6.7 Tính thép cho dầm: 61

6.7.1 Tính toán cốt dọc: 61

6.7.2 Tính toán cốt đai: 68

6.7.3 Chiều dài đoạn neo: 71

6.7.4 Tính toán cốt thép chéo cho cấu kiện liên kết vách kép (DD4A; DD4B): 75

6.8 Tính toán thép cho vách cứng: 76

6.8.1 Các quan điểm tính toán vách cứng: 76

6.8.2 Mô hình tính toán vách cứng: 76

6.8.3 Tính toán cốt thép dọc cho vách: 78

6.8.4 Tính toán cốt thép ngang cho vách: 84

6.9 Tính toán cốt thép cho cột: 88

6.9.1 Sự làm việc của nén lệch tâm xiên: 88

6.9.2 Tính toán cốt thép cho cột: 89

PHẦN III: NỀN MÓNG 127

CHƯƠNG 7: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 127

7.1.Cơ sở lý thuyết: 127

7.1.1 Xử lý và thống kê địa chất để tính toán nền móng: 127

7.1.2 Phân chia đơn nguyên địa chất: 127

7.1.3 Đặc trưng tiêu chuẩn: 128

7.1.4 Đặc trưng tính toán: 128

viii

7.2 Số liệu địa chất: 130

7.2.1 Mô tả các lớp đất: 130

7.2.2 Thống kế lớp đất số 5: 133

7.2.3 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu của các lớp đất: 137

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 139

8.1 Giới thiệu: 139

8.1.1 Mặt bằng hệ lưới cột vách: 139

8.1.2 Tải trọng: 139

8.1.3 Chọn vật liệu làm móng: 140

8.2 Tính toán sức chịu tải của cọc: 140

8.2.1 Chọn sơ bộ kích thước của cọc: 140

8.2.2 Tính toán sức chịu tải của cọc d = 1.5(m): 142

8.3 Tính toán móng M1: 146

8.3.1 Tải trọng tác dụng: 147

8.3.2 Chọn sơ bộ số cọc và bố trí: 147

8.3.3 Kiểm tra lún: 148

8.3.4 Kiểm tra sức chịu tải của cọc: 153

8.3.5 Kiểm tra xuyên thủng cho đài: 154

8.3.6 Kiểm tra cọc chịu tải ngang: 156

8.3.7 Tính toán cốt thép cho đài cọc: 164

PHẦN IV: THI CÔNG 166

CHƯƠNG 9: THI CÔNG PHẦN THÂN CÔNG TRÌNH 166

9.1 Biện pháp thi công: 166

9.1.1 Biện pháp vận chuyển: 166

9.1.2 Công nghệ thi công ván khuôn: 166

9.1.3 Công nghệ thi công bêtông: 166

9.2 Chọn phương tiện phục vụ thi công: 166

9.2.1 Chọn cần trục tháp: 166

9.2.2 Chọn máy vận thăng: 167

9.2.3 Chọn xe bê tông: 167

9.2.4 Chọn máy bơm bê tông: 168

9.2.5 Chọn phễu đổ bê tông: 168

9.2.6 Chọn máy đầm bêtông: 168

9.3 Tính toán khối lượng bêtông, cốt thép cho từng phân đoạn: 169

9.4 Tính toán cốp pha cột và vách: 170

9.4.1 Tải trọng tính toán: 170

9.4.2 Kiểm tra tấm cốp pha: 170

9.4.3 Kiểm tra sườn đứng: 171

ix

9.4.4 Kiểm tra gông: 172

9.4.5 Kiểm tra khả năng của thanh chống xiên: 172

9.5 Kiểm tra tấm cốp pha sàn: 173

9.5.1 Tải trọng tác dụng: 173

9.5.2 Kiểm tra tấm cốp pha: 173

9.5.3 Kiểm tra dầm E: 174

9.5.4 Kiểm tra dầm Z: 175

9.6 Công tác cốt thép: 175

9.7 Lập biện pháp đổ bê tông cho các bộ phận công: 177

9.8 An toàn lao động: 180

TÀI LIỆU THAM KHẢO 184

1

PHẦN I: KIẾN TRÚC CHƯƠNG 1: SƠ LƯỢC VỀ KIẾN TRÚC CAO ỐC VĂN

PHÒNG A&B TOWER

1.1 Cơ sở đầu tư:

Trong thời gian gần đây, sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế - văn hóa – chính trị - xã hội,

bộ mặt đô thị thành phố Hồ Chí Minh đã có những tiến triển đáng kể Với vai trò là trung tâm kinh tế lớn nhất cả nước, thành phố Hồ Chí Minh đã thu hút rất nhiều nhà đầu tư trong và ngoài nước hội tụ

về đây Một trụ sở làm việc tiện nghi, hiện đại là nhu cầu thiết yếu của các nhà đầu tư

Về khía cạnh đô thị, dân số thành phố Hồ chí Minh đang tăng lên nhanh chóng do ảnh hưởng của quá trình đô thị hóa, trong khi quỹ đất ngày càng thu hẹp nên việc tiết kiệm đất cũng như khai thác có hiệu quả diện tích đất hiện có là vấn đề cấp bách hiện nay Trước tình hình đó, việc đầu tư xây dựng nhiều trung tâm thương mại, chung cư cao tầng, cao ốc văn phòng…là xu hướng tất yếu

Do đó, Công ty Cổ phần Phát triển A&B quyết định xây dựng Cao ốc A&B Tower cùng sự tài trợ của Quỹ Đầu Tư VinaCapital với tổng diện tích 7.273m2 tọa lạc trên Quận 1

2

Tên công trình: CAO ỐC VĂN PHÒNG A&B TOWER

Địa chỉ: 76, Đường Lê Lai, Quận 1, TP Hồ Chí Minh

Chủ đầu tư: Công ty Cổ phần Phát triển A&B

Quy mô công trình: 3 tầng hầm và 25 tầng cao

Mật độ xây dựng công trình khoảng 60% (trong đó tầng 2 và tầng 3 có phần nhô ra tăng mật

độ xây dựng thêm khoảng 2.5% - 3%)

+ Phòng bảo vệ tổng đài điều kiển

+ Máy biến áp khô

+ Tủ điện chính

+ Máy phát điện và kho

- Công trình được thiết kế 25 tầng tháp cho trung tâm thương mại tầng trệt và trên 25000m2 văn phòng làm việc hạng A Được xây dựng trên khu đất diện tích 1832.7m2 với các chỉ tiêu kiến trúc:

+ Chiều cao công trình đến đỉnh mái tối đa: 98m + Chiều cao tầng trệt 5m

+ Cao độ nền sân -0.9m so với nền tầng trệt 0.000m

+ Mặt tiền lùi tối thiểu 5m cách ranh lộ giới đường Nguyễn Thị Nghĩa và đường Lê Lai, một phần mặt tiền tầng 2 và 3 toàn nhà phía đường Lê Lai nhô ra, chỉ lùi 2.95m cách ranh lộ giới đường Lê Lai

- Mặt đứng của công trình được ốp đá granite ở mặt tiền kết hợp với hệ cột vuông kéo đến hết tầng lửng Các tầng còn lại ốp kính cường lực - phản quang kết hợp với tấm nhôm màu sẫm

1.2.2 Giao thông:

- Giao thông đứng:

+ Xe từ tầng trệt xuống tầng hầm qua ram dốc

+ Thang máy được bố trí tập trung vào giữa mặt bằng công trình để phục vụ giao thông theo phương đứng

1.2.3 Thông gió - chiếu sáng:

- Công trình được thông gió nhân tạo đặt tại mỗi phòng (máy điều hòa nhiệt độ, máy hút gió…) thông qua ống thông gió và làm lạnh trung tâm Ngoài ra công trình còn được thông gió tự nhiên thông qua hệ thông cửa mở ra ngoài

- Vấn đề thông khí trong tầng hầm được chú ý kĩ với hệ thống hút và thổi không khí mạnh để nhanh chống hút bụi khí thải ôtô, xe máy nhanh thoát ra ngoài

- Các khu cầu thang, hành lang được chiếu sáng nhân tạo bằng hệ thống đèn dặt dọc theo hành lang Các văn phòng làm việc thiết kế có hiệu năng tiếp xúc với ánh sáng mặt trời nhiều nhất thể hiện qua phần lớn kết cấu bao che của công trình là kính Do đó công trình được chiếu sáng tự nhiên tốt vào ban ngày và kết hợp với chiếu sáng nhân tạo

1.2.4 Vật liệu:

Công trình sử dụng bê tông cốt thép cho hệ kết cấu chịu lực Vật liệu bao che là kính kết hợp với hệ tấm nhôm bên ngoài, tường biên dày 20cm và tường ngang dày 10cm Cửa ra vào và cửa sổ là khung nhôm làm tăng tuổi thọ cho cấu kiện và vẻ sang trọng cho căn phòng

1.2.5 Giải pháp về những vấn đề khác:

1.2.5.1 Hệ thống điện - điện lạnh:

- Hệ thống tiếp điện cho tòa nhà được đặt ở tầng hầm 1 Điện từ hệ thống thành phố vào tòa nhà thông qua hệ trụ điện và hệ thống ống dẫn ngầm vào phòng máy điện đặt tại tầng hầm Từ đây, điện sẽ được dẫn khắp tòa nhà thông qua mạng lưới điện được thiết kế đảm bảo các yêu cầu:

+ An toàn: không đặt đi qua những khu vực ẩm ướt như vệ sinh…

+ Dễ dàng sữa chữa khi có sự cố hư hỏng dây điện…cũng như dễ cắt dòng điện khi xảy ra sự cố

+ Dễ dàng khi thi công

- Ngoài ra ở tầng hầm cũng thiết kế phòng máy phát điện dự phòng và phòng máy biến áp cung cấp nếu nguồn điện thành phố bị cúp hoặc hư hỏng

1.2.5.2 Hệ thống cấp thoát nước - xử lý nước thải:

- Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấ nước thành phố, dẫn vào bể chứa luân chuyển

ở tầng hầm, được hệ thống bơm lên các bể nước mái đặt ở tầng mái để tạo áp lực từ

đó cung cấp nước cho toàn bộ công trình

- Cửa lấy rác được đặt ở cạnh khu cầu thang bộ cho tất cả các tầng

1.2.5.3 Hệ thống phòng cháy chữa cháy:

- Hệ thống phòng cháy chữa cháy được bố trí toàn bộ khu vực toàn nhà với hệ thống cảm biến có khói và hệ thống chữa cháy tự động dẫn khắp tòa nhà Bể nước chữa cháy đặt tại tầng hầm 3

- Các bình chữa cháy, còi báo cháy cũng được bố trí theo yêu cầu phòng cháy chữa cháy của loại công trình văn phòng

4

- Hệ thống thoát hiểm khi có cháy được bao gồm 2 cầu thang bộ chính

1.3 Điều kiện địa chất - thủy văn:

- Về nhiệt độ: Số giờ nắng trung bình/tháng 160 - 270 giờ Nhiệt độ không khí trung bình

27oC Nhiệt độ cao tuyệt đối 40oC, nhiệt độ thấp tuyệt đối 13.8oC Tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất là tháng 4 (28.8oC), tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất là khoảng giữa tháng 12 và tháng 1 (25.7oC)

- Về lượng mưa: Lượng mưa cao, bình quân/năm 1.949 mm Năm cao nhất 2.718 mm (1908)

và năm nhỏ nhất 1.392 mm (1958) Khoảng 90% lượng mưa hàng năm tập trung vào các tháng mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, trong đó hai tháng 6 và 9 thường có lượng mưa cao nhất Các tháng 1, 2, 3 mưa rất ít, lượng mưa không đáng kể

- Về độ ẩm: Ðộ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm 79.5%, bình quân mùa mưa 80%

và trị số cao tuyệt đối tới 100%, bình quân mùa khô 74.5% và mức thấp tuyệt đối xuống tới 20%

-Về gió: Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu là gió mùa Tây - Tây Nam và Bắc - Ðông Bắc Gió Tây - Tây Nam từ Ấn Ðộ Dương thổi vào trong mùa mưa, khoảng từ tháng 6 đến tháng 10, tốc độ trung bình 3.6m/s và gió thổi mạnh nhất vào tháng 8, tốc độ trung bình 4.5 m/s Gió Bắc - Ðông Bắc từ biển Đông thổi vào trong mùa khô, khoảng từ tháng 11 đến tháng 2, tốc độ trung bình 2.4 m/s Về cơ bản TPHCM thuộc vùng không có gió bão

5

PHẦN II:KẾT CẤU CHƯƠNG 2: SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

2.1.Chọn kích thước sơ bộ sàn:

2.1.1.Chiều dày sàn được chọn dựa vào các yêu cầu:

- Về mặt truyền lực: đảm bảo các giả thuyết sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của

nó (để truyền tải ngang, chuyển vị sàn…) Do đó, trong các công trình nhà cao tầng, chiều dày bản sàn có thể tăng đến 50% so với các công trình khác mà sàn chịu tải đứng Sàn phải đủ độ cứng để không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải ngang (gió, động đất…) làm ảnh hưởng đến kết cấu công trình Độ cứng trong mặt phẳng sàn phải đủ lớn để khi truyền tải trọng ngang vào dầm, cột, vách cứng…giúp chuyển

- Ngoài ra còn xét đến các yêu cầu khác như chống cháy…trong quá trình sử dụng

Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức: h b D l

m



Với D = 0.8 – 1.4 phụ thuộc tải trọng

m = 30 – 35 cho bản loại dầm với l là nhịp bản

m = 40 – 45 cho bản kê bốn cạnh với l là cạnh ngắn

Do trong mặt bằng sàn tầng điển hình, sàn chủ yếu làm việc theo hai phương dạng bản kê 4 cạnh, vì vậy chọn các hệ số như sau:

D = 1 (hoạt tải tiêu chuẩn nhỏ)

gtt(kN/m2)

2.2.2.Hoạt tải:

- Dựa vào chức năng của từng loại phòng trong công trình ta tra Bảng 3 Tải trọng tiêu chuẩn

phân bố đều trên sàn và cầu thang trong TCVN ta được hoạt tải tác dụng lên các ô sàn như

sau:

Bảng 2.3: Hoạt tải tác dụng Loại sàn n ptc (kN/m2) pn (kN/m2)

2.2.3 Bảng tải trọng tổng hợp:

Bảng 2.4: Tổng tải trọng

Loại sàn Tĩnh tải (kN/m

2) Hoạt tải (kN/m2)

8

2.3 Giải nội lực sàn bằng phương pháp phần tử hữu hạn (SAFE v12.3.0):

2.3.1.Mô hình sàn trong SAFE:

Hình 2.1: Mô hình sàn bằng phần mềm SAFE 2.3.2 Chia dãy sàn:

Để đơn giản trong việc xác định nội lực bản sàn, ta chia sàn thành những dãy theo hai phương

X và Y, có 2 loại:

- Dãy trên cột (Column strip) với bề rộng bằng ¼ nhịp

- Dãy giữa nhịp (Middle strip) với bề rộng bằng ½ nhịp

9

Hình 2.2: Sàn được chia thành từng dãy theo phương X

Hình 2.3: Sàn được chia thành từng dãy theo phương Y 2.3.3 Giá trị nội lực của bản sàn:

Hình 2.4: Moment theo phương X

10

Hình 2.5: Moment theo phương Y 2.4 Tính toán cốt thép cho sàn:

2.4.1 Các thông số vật liệu:

- Bêtông cấp độ bền B30 (M400): Rb = 17000(kPa); Rbt = 1200(kPa)

- Hệ số điều kiện làm việc của bêtông: b = 0.9

- Cốt thép sử dụng AII (CII): Rs = R’s = 280000(kPa)

M hc (kNm)

M tt (kNm) b=1(m)

A s (cm 2 )

A sc (cm 2 )

Chọn thép  (%)

M (kNm)

M hc (kNm)

M tt (kNm) b=1(m)

A s (cm 2 )

A sc (cm 2 )

Chọn thép  (%)

M hc (kNm)

M tt (kNm) b=1(m)

A s (cm 2 )

A sc (cm 2 ) Chọn thép

M hc (kNm)

M tt (kNm) b=1(m)

A s (cm 2 )

A sc (cm 2 ) Chọn thép

M (kNm)

M hc (kNm)

M tt (kNm) b=1(m)

A s (cm 2 )

A sc (cm 2 ) Chọn thép

M hc (kNm)

M tt (kNm) b=1(m)

A s (cm 2 )

A sc (cm 2 ) Chọn thép

14

Nhận xét:

Nếu căn cứ vào diện tích thép tính toán A s để bố trí cho từng ô sàn thì việc thi công sẽ khó

khăn và phức tạp Vì thế, thép bố trí trên sàn sẽ tham khảo diện tích chọn A sc và được điều chỉnh lại

để đường kính cốt thép và số lượng có thể rãi đều, không bị thay đổi đường kính và khoảng cách giữa 2 thanh thép khi bố trí từ ô sàn này qua ô sàn khác

2.4.4 Điều kiện neo buộc cốt thép:

Việc neo buộc cốt thép được đảm bảo bằng cách kéo quá tiết diện mà tại đó cốt thép được tính với toàn bộ cường độ chịu kéo 1 đoạn lan

Chiều dài đoạn neo:

15

2.5 Kiểm tra độ võng cho sàn:

Kết quả độ võng xuất từ phần mềm Safe là f = 0.01932(m) = 19.32(mm)

16

CHƯƠNG 3: SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH – SÀN BUBBLEDECK

3.1 Giới thiệu sàn Bubbledeck:

3.1.1 Sàn bubbledeck:

- Cấu tạo cơ bản của sàn bubbledeck:

Lưới thép gia cường bên trên

Quả bóng rỗng được làm bằng nhựa tái chế

Lưới thép gia cường bên dưới

- Dựa vào biện pháp thi công, có 3 loại sàn bubbledeck:

+ Sàn loại A: Ghép cốppha, đặt thép lưới lớp dưới, lắp bóng đặt thép lưới lớp trên, thép nối, gia cường, thép chịu cắt, đổ bêtông một lần tại công trường

+ Sàn loại B: Chế tạo cấu kiện tệp lưới thép và bóng, đúc bêtông 6cm tại xưởng, vận chuyển, lắp dựng, lắp thép nối, gia cường và đúc bêtông lần 2

+ Sàn loại C: Chế tạo tệp lưới thép và bóng, liên kết ván khuôn tạm, vận chuyển, lắp dựng trên gối tựa tạm, nối thép, gia cường, đổ bê tông một lần tại công trường, dỡ cốppha sử dụng lại

3.1.2 Ưu nhược điểm của sàn bubbledeck:

Khi thi công sàn Bubbledeck, các quả bóng và lưới thép được chế tạo sẵn trong nhà máy theo các tấm định hình rồi lắp ghép tại hiện trường sau đó đổ bêtông, do vậy thời gian thi công các sàn rất nhanh và rút ngắn tiến độ thi công so với dầm sàn truyền thống

17

Một ưu điểm không thể không nhắc tới của sàn Bubbledeck là độ cách âm, cách nhiệt

và chống cháy rất cao do có lớp rỗng ở giữa

Tiết kiệm được chi phí xây dựng so với dầm sàn truyền thống cụ thể:

- Do các tấm sàn bóng được sàn xuất trong nhà máy và lắp ghép tại hiện trường chỉ cần hệ cây chống do vậy không cần ván khuôn tạo hình, tiết kiệm được chi phí này

- Khối lượng bêtông giảm đáng kể so với sàn truyền thống cùng nhịp, do sàn Bubledeck vượt nhịp lớn mà không cần hệ dầm đỡ, đồng thời số lượng cột cũng như tiết diện cột đều giảm do trọng lượng bản thân của sàn giảm

- Tiến độ thi công nhanh giảm được chi phí nhân công

- Rút ngắn được thời gian hoàn thành công trình; nhanh chóng đưa công trình vào sử dụng và tạo được hiệu quả kinh tế nhanh theo chức năng của công trình

3.2 Chọn kích thước cho sàn:

Bubbledeck có các kích thước như sau:

Bảng 3.1: Kích thước các loại sàn Bubbledeck

Do mặt bằng bước cột của công trình từ 11.65 – 14.4 (m) nên ta chọn loại sàn BD390

18

 gtc = 0.08 (kN/m2)

Bảng 3.2: Trọng lượng các lớp cấu tạo

(kN/m3)  (cm) n

gtc(kN/m2)

gtt(kN/m2)

3.3.2.Hoạt tải:

- Dựa vào chức năng của từng loại phòng trong công trình ta tra Bảng 3 Tải trọng tiêu chuẩn

phân bố đều trên sàn và cầu thang trong TCVN ta được hoạt tải tác dụng lên các ô sàn như

sau:

Bảng 3.3: Hoạt tải tác dụng Loại sàn n ptc (kN/m2) pn (kN/m2)

19

3.4 Phương pháp tính toán sàn Bubbledeck:

Tiêu chuẩn thiết kế Eurocode 2 BS EN 1992-1-1-2004

Bước 1: Xác định giá trị nội lực của bản sàn bằng SAFE v12.3.0, trong đó:

- Chiều dày bản sàn được khai báo bằng với chiều dày của bản sàn đặc h = 0.34(m)

- Hệ số quy đổi độ cứng chốn uốn là 0.9 so với bản sàn đặc cùng chiều dày – có thể dùng để tính toán cho hai trường hợp dài hạn và ngắn hạn

Bước 2: Kết quả nội lực xuất ra từ SAFE được kiểm tra thỏa điều kiện tính toán, cụ thể là:

µ ms = M u 1.96D/(f’ c h 3 ) ≤ 0.20, trong đó:

D = 315(mm) - đường kính quả bóng (m)

h = 390(mm) - chiều dày của bản sàn (m)

Mu: giá trị moment dùng để thiết kế (kNm) f'c: cường độ chịu nén của bêtông tại thời điểm 28 ngày

Nếu điều kiện trên thỏa thì có thể thiết kế sàn theo phương pháp bình thường

Bước 3: Tính toán cốt thép chịu lực cho bản sàn

Bước 4: Xác định khả năng chịu cắt của sàn đặc củng chiều dày, từ đó suy ra khả năng chịu

cắt của sàn Bubbledeck theo công thức: V BD Rd,c = 0.6 V Rd,c

Với VRd,c được xác định theo EC2 (6.47)

Bước 5: Xác định lực cắt vùng xung quanh cột và vách để không bố trí bóng tại vùng đó và

thay bằng sàn đặc cùng chiều dày

Bước 6: Kiểm tra khả năng chống xuyên thủng tại đầu cột

3.5 Giải nội lực sàn bằng phương pháp phần tử hữu hạn (SAFE v12.3.0):

3.5.1 Mô hình sàn trong SAFE:

Hình 3.1: Mô hình sàn

20

3.5.2 Chia dãy sàn:

Ta chia sàn thành những dãy theo hai phương X và Y, có 2 loại:

- Dãy trên cột (Column strip) với bề rộng bằng ¼ nhịp

- Dãy giữa nhịp (Middle strip) với bề rộng bằng ½ nhịp

3.5.3 Giá trị nội lực của bản sàn:

2.5.3.1 Giá trị moment theo phương x:

Hình 3.2: Moment theo phương X

3.5.3.2 Giá trị moment theo phương y:

Hình 3.3: Moment theo phương Y

fyk = 390000(kN/m2) (theo EC2)

- Từ kết quả xuất từ SAFE ta có:

Giá trị moment âm lớn nhất: M¯ = 0.3263(MPa)

 Ta có thể thiết kế sàn như đối với sàn thông thường

3.6.2 Tính toán cốt thép theo 2 phương:

Hình 3.4: Vị trí đặt bóng và cốt thép

Căn cứ vào vị trí đặt bóng ta tính toán cốt thép với tiết diện chữ I có kích thước:

22

- Kích thước tiết diện:

b'c = 0.35(m); h = 0.39(m); h’ct = 0.07(m); h’cb = 0.03(m); b = 0.035(m) Thép lớp trên chọn at = 0.075(m)  hot = 0.39 – 0.075 = 0.315(m) Thép lớp dưới chọn ab = 0.035(m)  hob = 0.39 – 0.035 = 0.355(m)

- Xác định trục trung hòa:

' ' '

' ' '

Trục trung hòa qua cánh nên ta tính toán với tiết diện chữ nhật bxh = 350x390

- Điều kiện áp dụng phân bố lại moment ở gối và nhịp là giảm không quá 20% moment ở gối

và tăng không quá 20% moment ở nhịp:

d o

x

B h

x  x    

- Do bố trí lưới thép hàn với khoảng cách giữa các thanh thép đều nhau theo hai phương X, Y

và được gia công tại xưởng nên ta chọn moment lớn nhất của từng dãy strip trên bề rộng b’c = 0.35(m) để tính toán Kết quả tính toán thể hiện trong Bảng 3.5 và Bảng 3.6

M hc (kNm)

M tt (kNm) b=0.35(m)

A s (cm 2 )

A sc (cm 2 )

Chọn thép  (%) Thép gia

M hc (kNm)

M tt (kNm) b=0.35(m)

A s (cm 2 )

A sc (cm 2 )

Chọn thép  (%) Thép gia

25

 là hệ số kể đến vị trí của cột

Hình 3.5 Giá trị hệ số β Bảng 3.7: Giá trị U solid xung quanh cột

quanh có lực cắt lớn hơn giá trị V BDRd c, d 93.96(kN m/ ) trên biểu đồ lực cắt của sàn (do sự

phân bố lực cắt không đều trên bề mặt sàn) Vì vậy ta sẽ xác định U solid bằng cách xem biểu

đồ lực cắt, xác định vùng có lực cắt lớn hơn V BDRd c, d 93.96(kN m/ )

- Ngoài việc xác định chu vi vùng bỏ bóng bằng 2 phươn pháp trên ta có thể bỏ 3 hàng bóng xung quanh cột theo kinh nghiệm thực tế nhưng cách này không được linh hoạt vì lực cắt của các cột không đều nhau, có thể cần bỏ hơn 3 hàng bóng

3.7.3 Bố trí thép gia cường cho vùng mở rộng xung quanh cột:

- Do lực cắt xung quanh cột khá lớn nên chu vi vùng bỏ bóng sẽ rất lớn; vì thế, cần bố trí 1 lớp thép gia cường mũ cột để tăng khả năng chịu cắt vùng xung quanh cột và giảm bớt số bóng phải bỏ xung quanh cột

- Ta chọn trước hàm lượng cốt thép cần gia cường cột theo hai phương X, Y Khi đó khả năng chịu cắt của sàn Bubledeck và Usolid được tính toán lại như sau (xét đến khả năng cùng chịu cắt của cà cốt thép và bêtông):

VRd,c (kN/m)

VBDRd,c (kN/m)

VEd (kN)

Usolid (m)

a (m)

Agc (cm2) Chọn thép

f D l

f

la - chiều dài đoạn neo;

fbu - ứng suất neo giới hạn được xem là không đổi trên chiều dài neo;

fs - cường độ tính toán của sợi thép;

D - đường kính tiết diện ngang hiệu dụng của sợi thép;

Ứng suất neo giới hạn fbu được tính theo công thức:

f  f , trong đó:

fcu - cường độ tiêu chuẩn của bêtông;

β - hệ số, phụ thuộc vào trạng thái kéo nén và dạng sợi thép;

Bảng 3.9 Bảng hệ số β khi chiều dài neo sợi thép trên hai lớp thép không đủ 4 mối hàn

28

3.8.2 Đoạn nối cốt thép:

Bảng 3.10 Giá trị giới hạn chiều dài nối chồng cốt thép

Trường hợp trong khoảng chiều dài nối chồng sợi thép trên 2 lớp lưới thép có 4

Chiều dài nối chồng tối thiểu là 250mm

Trường hợp tính lực neo trính theo quy định các sợi thép rời trong phạm vi nối

Chiều dài nối chồng tối thiểu là 300mm

Ta có bảng giá trị đoạn neo, đoạn nối cho lưới thép hàn CIII với bê tông B40(M500)

Bảng 3.11 Giá trị đoạn neo, đoạn nối chồng lưới thép

Đường kính (mm)

Đoạn neo

Đoạn nối Trong vùng kéo Trong vùng nén

29

CHƯƠNG 4: CẦU THANG

4.1 Cấu tạo cầu thang:

- Cầu thang tầng điển hình thuộc dạng cầu thang bản 2 vế

- Chiều cao tầng điển hình là 3.7(m)

- Chiều dày bản thang chọn h = 150(mm)

- Bản chiếu nghỉ được liên kết trực tiếp vào vách cứng nên không cần bố trí dầm chiếu nghỉ

- Cấu tạo bản cầu thang gồm các thành phần sau:

+ Gạch lót, đá hoa cương có đá = 24(kN/m3), đá = 2(cm), n = 1.1

+ Lớp vữa lót có xi măng = 18(kN/m3), xi măng = 2(cm), n = 1.1

+ Các bậc thang xây bằng gạch có xi măng = 18(kN/m3), n = 1.1

+ Bản thang BTCT có BTCT = 25(kN/m3), BTCT = 15(cm), n = 1.1

+ Lớp vữa trát có xi măng = 18(kN/m3), xi măng = 1.5(cm), n = 1.1

- Theo kiến trúc, mỗi vế thang đều có 11 bậc kích thước như sau:

+ Chiều rộng bậc b = 250(mm); chiều cao bậc h = 168(mm)

30

Hình 4.2: Mặt bằng cầu thang 4.2 Tải trọng tác dụng:

4.2.1 Tĩnh tải:

- Tải trọng tác dụng lên vế thang (bản nghiêng):

Trọng lượng gạch lót lớp đá hoa cương, lớp vữa lót có bề dày 2(cm), được quy về chiều dày tương đương của lớp vật liệu trải đều trên bản thang Chiều dày tương đương được xác định như sau:

b

l h

cm l

31

- Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ:

Bảng 4.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ Cấu tạo bản chiếu nghỉ (kN/m 3 ) (cm) n g tc (kN/m 2 ) g n (kN/m 2 )

4.2.2 Hoạt tải (theo TCVN 2737 – 1995 ):

- Hoạt tải tiêu chuẩn: p tc = 3(kN/m 2 )

- Hoạt tải tính toán: p tt = n.p tc = 1.2x3 = 3.6 (kN/m 2 )

4.2.3 Tổng tải tác dụng:

Bảng 4.3 Tổng tải trọng tác dụng Tải trọng q tc (kN/m 2 ) q n (kN/m 2 )

- Do đó để xác định nội lực chính xác và phù hợp với sự làm việc thực tế của cầu thang, ta phải giải tất cả đồng thời các sơ đồ trên Lựa chọn các moment (nhịp và gối) có giá trị lớn hơn để tính cốt thép như cấu kiện chịu uốn tiết diện ngang (1mx0.15m) và đặt cốt đơn (giống như bản sàn)

- Thiết lập mô hình Etabs 9.7.1 từng vế thang, từ đó ta có thể xác định biểu đồ moment cho bản thang Chú ý, tải trọng bản thân đã được tính và cộng và tĩnh tải, nên ta gán hệ số tải trọng bản thân khi khai báo Deadload là 0

- Minh họa sơ đồ tính và nội lực (đơn vị moment là kNm/m) của các trường hợp sau: